一种铝合金低温容器的焊接工艺方法及工装与流程

本发明属于焊接技术领域，涉及一种铝合金低温容器的焊接工艺方法及工装。

背景技术：

焊接，也称作熔接、镕接，是一种以加热、高温或者高压的方式接合金属或其他热塑性材料如塑料的制造工艺及技术。

传统的焊接工作一般都是由人手动焊接完成的，随着技术需求的提高，很多焊接人工手焊已经无法完成了，很多都是由机器代替了人工，如中国实用新型专利申请(申请号：201821994176.3)公开了板材焊接装置，涉及板材领域，包括两个滑轨，滑轨上开设有轮槽，轮槽内设有轮子，轮子设置在板材固定框底端，滑轨包含上滑轨和下滑轨,上滑轨上设有轮槽，下滑轨内开设有凹槽，凹槽内均匀设有多个支撑转动杆，支撑转动杆一端通过转轴与凹槽底部连接，支撑转动杆远离下滑轨的一端与上滑轨转动连接，支撑转动杆一侧设有支撑限位杆，支撑限位杆与上滑轨转动连接，凹槽底端设有多个限位杆槽，相邻支撑限位杆间通过连接绳连接，滑轨外侧分别设有支撑柱，支撑柱间连接同一个横杆，横杆底端设有滑动限位机构，滑动限位机构一侧下方设有焊接枪。本实用新型解决了目前板材在焊接时多为高度不可调节，板材固定困难、焊接效率低的问题。但是针对除平板状外其他的焊接物，其需要较高的技术和方法，需要避免或降低焊接时高温对不需要焊接部位的影响，避免或降低其受高温变形，另外还需要避免对焊接物夹持对接时发生的物理性的磕碰，这些都是关系到焊接物的质量问题。

技术实现要素：

本发明的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种铝合金低温容器的焊接工艺方法及工装。

本发明的目的可通过下列技术方案来实现：一种铝合金低温容器的焊接工艺方法，其特征在于，包括以下步骤，

s1、选材，挑选铝合金材料，铝合金材料的选材为实心的铝合金块；

s2、制半成品，通过专用的热熔挤压设备，先将铝合金经750℃～850℃的高温进行融化，接着挤压成半球形状的铝合金和截面呈圆形的管状铝合金；

s3、焊接，通过焊接工装对半球形状的铝合金和管状铝合金组合焊接。

s4、打磨，抛光焊接位，分别为粗磨加工工序和精磨加工工序；

s5、清洗，使用清洗剂乙醇对二次打磨拉丝完毕的铝合金表面进行除油钝化处理，将清洗液喷洒到铝合金表面进行清洗除油。

在上述的一种铝合金低温容器的焊接工艺方法中，粗磨加工工序为首先使用120目砂轮对焊接位打磨一次，然后使用200目砂轮对焊接位打磨二次，精磨加工工序为使用320目砂轮对焊接位打磨三次，使焊接位平整呈现拉丝状。

在上述的一种铝合金低温容器的焊接工艺方法中，半球形状的铝合金经长与管类铝合金的经长相等，半球形状的铝合金的壁厚和管类铝合金的壁厚均在1mm±0.1mm

一种铝合金低温容器的焊接工装,包括支撑架、作业台、焊机和夹持装置，其特征在于，所述作业台固定于支撑架上端，夹持装置安装于作业台上端，焊机位于作业台上方，所述作业台上设有第一移动块和第二移动块，所述作业台上设有推动第一移动块的第一推动气缸和推动第二移动块的第二推动气缸，所述夹持装置包括相对设置的第一夹持件和第二夹持件，第一夹持件位于第一移动块上，第二夹持件位于第二移动块上，第一夹持件包括第一容纳桶和第一容纳桶内的夹持结构，第二夹持件包括第二容纳桶和第二纳桶内的夹持结构，所述第一容纳桶的桶口和第二容纳桶的桶口均设有降温件；

所述作业台上固定有连接架，连接架上端设有升降气缸，升降气缸的升降端向下设置，所述焊机固定连接于升降气缸的升降端处，焊机的焊头位于第一夹持件和第二夹持件之间的上方。

其中焊机可采用氩弧焊式焊机，可以很好的改善在焊接过程中的稳定性，其可以调节参数来控制电弧功率和焊缝成形。焊件变形小、热影响区小。在使用时，可将需要焊接的两铝合金半成品分别嵌入第一容纳桶和第二容纳桶，通过夹持结构对两铝合金半成品进行夹持，利用第一推动气缸和第二推动气缸相向推动趋势，使得两铝合金半成品的需要的焊接部位相互靠拢至触碰在一起，然后通过升降气缸带动焊机向移动至指定位置，最后通过焊机机头对需要焊接部位进行焊接。第一容纳桶的桶口和第二容纳桶的桶口的降温件设置，使得为了降低焊机焊接时影响的部位，避免铝合金不焊接部位因高温受损变形，同时也能保护第一容纳桶的桶口和第二容纳桶的桶口的使用寿命。

在上述的一种铝合金低温容器的焊接工装中，所述第一容纳桶通过第一安装块安装于第一移动块上，第一安装块上开有连接通孔，连接通孔内设有轴承圈，轴承圈的外侧面固定于连接通孔内壁，轴承圈内壁固定于第一容纳桶外侧面，所述第二容纳桶通过第二安装块安装于第二移动块上，第二安装块上开有连接通孔，连接通孔内设有轴承圈，轴承圈的外侧面固定于连接通孔内壁，承圈内壁固定于第二容纳桶外侧面。

采用以上结构，使得第一容纳桶可相对第一安装块自由转动，使得第二容纳桶可相对第二安装块自由转动。

在上述的一种铝合金低温容器的焊接工装中，所述第一容纳桶的桶口和第二容纳桶的桶口为相对设置，所述夹持结构包括若干压缩弹簧和弧形夹持块，位于第一容纳桶内的压缩弹簧一端固定于第一容纳桶内壁，另外一端固定于弧形夹持块，位于第二容纳桶内的压缩弹簧一端固定于第二容纳桶内壁，另外一端固定于弧形夹持块，第一容纳桶桶内底部和第二容纳桶桶内底部均设有防撞垫。

第一容纳桶内的压缩弹簧和弧形夹持块是根据半球形状的铝合金外侧面分布的，第二容纳桶内的压缩弹簧和弧形夹持块是根据管状铝合金外侧面分布的，通过压缩弹簧和弧形夹持块的配合可将不仅能半球形状的铝合金和管状铝合金进行夹持，另外第一容纳桶桶内底部和第二容纳桶桶内底部的防撞垫设置，使得铝合金在嵌入时与第一容纳桶桶内底部或第二容纳桶桶内底部形成保护。

在上述的一种铝合金低温容器的焊接工装中，所述降温件包括环形套和位于环形套内部的若干制冷片，若干制冷片环形排列在环形套内部，所述第一容纳桶的桶口具有外螺纹段，第二容纳桶的桶口也具有外螺纹段，环形套内圈具有与外螺纹段相互匹配的内螺纹段。

弧形夹持块的弧度与容器外壁弧度相互匹配，环形套内部还可以设有电源块以及转换器，电源块通过转换器直接对制冷片供电。另外环形套采用较好的导冷材质制成，对容器具有较好的降温效果。利用外螺纹段和内螺纹段可使得降温件具有拆卸功能，方便更换及维修。

在上述的一种铝合金低温容器的焊接工装中，所述第一容纳桶外侧面设有环形的外齿圈，所述第二容纳桶外侧面也设有环形的外齿圈，所述第一移动块和第二移动块上均还设有驱动电机，驱动电机的输出轴上连接有与外齿圈相互啮合的齿轮。

采用以上结构，通过驱动电机输出轴上的齿轮能带动与其相互啮合的外齿圈转动，第一容纳桶上的外齿圈转动会带动第一容纳桶转动，第二容纳桶上的外齿圈转动会带动第二容纳桶转动，通过对两驱动电机同步反向启动，实现了第一容纳桶内半球形状的铝合金和第二容纳桶内管状铝合金同步转动。

在上述的一种铝合金低温容器的焊接工装中，所述作业台还设有第一滑动条和第二滑动条，第一移动块下端开有能沿着第一滑动条滑动的第一滑槽，第二移动块下端开有能沿着第二滑动条滑动的第二滑槽。

采用以上结构，通过第一滑动条和第二滑动条的设置，使得第一移动块往复移动时和第二移动块往复移动时的平稳性，提高了半球形状的铝合金和管状铝合金接触时的准确性。

在上述的一种铝合金低温容器的焊接工装中，所述第一推动气缸和第一移动块之间设有缓冲件，第二推动气缸和第二移动块之间设有缓冲件，缓冲件包括两相对设置的缓冲块，两缓冲块之间设有若干均匀分布的缓冲弹簧。

采用以上结构，可防止第一推动气缸和第二推动气缸在相向推动时，防止半球形状的铝合金和管状铝合金的磕碰，通过缓冲性能降低了物理性的受损变形的现象。

有益效果

本发明提供了一种铝合金低温容器的焊接工艺方法及工装，具备以下有益效果：

1、焊接工装中通过缓冲件和防撞垫的设置形成了双重保护，避免两铝合金半成品靠近抵靠时力度过于生硬，造成不必要的变形或损坏。

2、焊接工装中通过驱动电机输出轴上的齿轮能带动与其相互啮合的外齿圈转动，外齿圈转动会带动第一容纳桶和第二容纳桶转动，第一容纳桶和第二容纳桶转动使得两铝合金半成品转动，再配合焊机实现了两铝合金半成品的自动焊接。

3、焊接工装中通过降温件的设置，利用其中制冷片工作，避免焊接时热量向不需要焊接的铝合金半成品部位传递，导致其变形，同时也保护了第一夹持件和第二夹持件的使用寿命，另外利用外螺纹段和内螺纹段可使得降温件具有拆卸功能，方便更换及维修。

4、通过粗磨加工工序和精磨加工工序的三次打磨使得铝合金焊接位为平整呈现拉丝状，消除焊接疤纹，提高了容器的成品质量。

附图说明

图1是本铝合金低温容器的焊接工装的正视图。

图2是图1中a处的放大图。

图3是本铝合金低温容器的焊接工装中第一移动块和第二移动块的位于作业台上时的结构示意图。

图4是本铝合金低温容器的焊接工装中第二夹持件的剖视图。

图中，1、支撑架；2、作业台；3、第一移动块；4、第二移动块；5、焊机；6、第一推动气缸；7、第二推动气缸；8、第一容纳桶；9、第二容纳桶；10、连接架；11、升降气缸；12、第一安装块；13、连接通孔；14、轴承圈；15、第二安装块；16、缓冲块；17、压缩弹簧；18、弧形夹持块；19、防撞垫；20、制冷片；21、环形套；22、外螺纹段；23、内螺纹段；24、外齿圈；25、驱动电机；26、齿轮；27、第一滑动条；28、第二滑动条；29、第一滑槽；30、第二滑槽；31、缓冲弹簧。

具体实施方式

以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。

一种铝合金低温容器的焊接工艺方法，包括以下步骤，s1、选材，挑选铝合金材料，铝合金材料的选材为实心的铝合金块；s2、制半成品，通过专用的热熔挤压设备，先将铝合金经800℃的高温进行融化，接着挤压成半球形状的铝合金和截面呈圆形的管状铝合金，半球形状的铝合金经长与管类铝合金的经长相等，半球形状的铝合金的壁厚和管类铝合金的壁厚均在1mm±0.1mm；s3、焊接，通过焊接工装对半球形状的铝合金和管状铝合金组合焊接。s4、打磨，抛光焊接位，分别为粗磨加工工序和精磨加工工序；s5、清洗，使用清洗剂乙醇对二次打磨拉丝完毕的铝合金表面进行除油钝化处理，将清洗液喷洒到铝合金表面进行清洗除油。

如图1-4所示，一种铝合金低温容器的焊接工装,包括支撑架1、作业台2、焊机5和夹持装置，作业台2固定于支撑架1上端，夹持装置安装于作业台2上端，焊机5位于作业台2上方，作业台2上设有第一移动块3和第二移动块4，作业台2上设有推动第一移动块3的第一推动气缸6和推动第二移动块4的第二推动气缸7，夹持装置包括相对设置的第一夹持件和第二夹持件，第一夹持件位于第一移动块3上，第二夹持件位于第二移动块4上，作业台2上固定有连接架10，连接架10上端设有升降气缸11，升降气缸11的升降端向下设置，焊机5固定连接于升降气缸11的升降端处，焊机5的焊头位于第一夹持件和第二夹持件之间的上方。其中焊机5可采用氩弧焊式焊机5，可以很好的改善在焊接过程中的稳定性，其可以调节参数来控制电弧功率和焊缝成形。焊件变形小、热影响区小。作业台2上还设有第一滑动条27和第二滑动条28，第一移动块3下端开有能沿着第一滑动条27滑动的第一滑槽29，第二移动块4下端开有能沿着第二滑动条28滑动的第二滑槽30。通过第一滑动条27和第二滑动条28的设置，使得第一移动块3往复移动时和第二移动块4往复移动时的平稳性，提高了半球形状的铝合金和管状铝合金接触时的准确性。

第一夹持件包括第一容纳桶8和第一容纳桶8内的夹持结构，第二夹持件包括第二容纳桶9和第二纳桶内的夹持结构。第一容纳桶8通过第一安装块12安装于第一移动块3上，第一安装块12上开有连接通孔13，连接通孔13内设有轴承圈14，轴承圈14的外侧面固定于连接通孔13内壁，轴承圈14内壁固定于第一容纳桶8外侧面，第二容纳桶9通过第二安装块15安装于第二移动块4上，第二安装块15上开有连接通孔13，连接通孔13内设有轴承圈14，轴承圈14的外侧面固定于连接通孔13内壁，承圈内壁固定于第二容纳桶9外侧面。第一安装块12和第二安装块15中轴承圈14设置，使得第一容纳桶8可相对第一安装块12自由转动，使得第二容纳桶9可相对第二安装块15自由转动。

第一容纳桶8外侧面设有环形的外齿圈24，第二容纳桶9外侧面也设有环形的外齿圈24，第一移动块3和第二移动块4上均还设有驱动电机25，驱动电机25的输出轴上连接有与外齿圈24相互啮合的齿轮26。通过驱动电机25输出轴上的齿轮26能带动与其相互啮合的外齿圈24转动，第一容纳桶8上的外齿圈24转动会带动第一容纳桶8转动，第二容纳桶9上的外齿圈24转动会带动第二容纳桶9转动，通过对两驱动电机25同步反向启动，实现了第一容纳桶8内半球形状的铝合金和第二容纳桶9内管状铝合金同步转动。

第一容纳桶8的桶口和第二容纳桶9的桶口为相对设置，夹持结构包括若干压缩弹簧17和弧形夹持块18，位于第一容纳桶8内的压缩弹簧17一端固定于第一容纳桶8内壁，另外一端固定于弧形夹持块18，位于第二容纳桶9内的压缩弹簧17一端固定于第二容纳桶9内壁，另外一端固定于弧形夹持块18，第一容纳桶8桶内底部和第二容纳桶9桶内底部均设有防撞垫19。第一容纳桶8内的压缩弹簧17和弧形夹持块18是根据半球形状的铝合金外侧面分布的，第二容纳桶9内的压缩弹簧17和弧形夹持块18是根据管状铝合金外侧面分布的，通过压缩弹簧17和弧形夹持块18的配合可将不仅能半球形状的铝合金和管状铝合金进行夹持，另外第一容纳桶8桶内底部和第二容纳桶9桶内底部的防撞垫19设置，使得铝合金在嵌入时与第一容纳桶8桶内底部或第二容纳桶9桶内底部形成保护。

第一容纳桶8的桶口和第二容纳桶9的桶口均设有降温件。降温件包括环形套21和位于环形套21内部的若干制冷片20，若干制冷片20环形排列在环形套21内部，第一容纳桶8的桶口具有外螺纹段22，第二容纳桶9的桶口也具有外螺纹段22，环形套21内圈具有与外螺纹段22相互匹配的内螺纹段23。弧形夹持块18的弧度与容器外壁弧度相互匹配，环形套21内部还可以设有电源块以及转换器，电源块通过转换器直接对制冷片20供电。另外环形套21采用较好的导冷材质制成，对容器具有较好的降温效果。利用外螺纹段22和内螺纹段23可使得降温件具有拆卸功能，方便更换及维修。

第一推动气缸6和第一移动块3之间设有缓冲件，第二推动气缸7和第二移动块4之间设有缓冲件，缓冲件包括两相对设置的缓冲块16，两缓冲块16之间设有若干均匀分布的缓冲弹簧31。通过缓冲块16和缓冲弹簧31的设置可防止第一推动气缸6和第二推动气缸7在相向推动时，防止半球形状的铝合金和管状铝合金的磕碰，通过缓冲性能降低了物理性的受损变形的现象。

基本操作原理，首先通过选取铝合金材料，利用热熔挤压设备制备成需要的半球形状的铝合金半成品和管状铝合金半成品，然后将半球形状的铝合金半成品装入第一容纳桶8内，将管状铝合金半成品装入第二容纳桶9内，其中两半成品铝合金需要焊接的部位朝外；利用第一容纳桶8内和第二容纳桶9内各自的压缩弹簧17和弧形夹持块18对两半成品铝合金进行各自的夹持，然后通过第一推动气缸6推动第一移动块3沿着第一滑动条27向第二移动块4方向移动，通过第二推动气缸7推动第二移动块4沿着第二滑动条28向第一移动块3方向移动，间接使得第一容纳桶8和第二容纳桶9相互靠近，最终使得两铝合金半成品靠近至抵靠，其中缓冲件和防撞垫19的设置形成了双重保护，避免两铝合金半成品靠近抵靠时力度过于生硬，造成不必要的变形或损坏；两铝合金半成品靠近至抵靠后，通过升降气缸11带动焊机5向移动至指定位置，利用焊机5机头对需要焊接部位进行焊接，同时再启动第一移动块3和第二移动块4上的驱动电机25，通过驱动电机25输出轴上的齿轮26能带动与其相互啮合的外齿圈24转动，外齿圈24转动会带动第一容纳桶8和第二容纳桶9转动，第一容纳桶8和第二容纳桶9转动使得两铝合金半成品转，实现了两铝合金半成品全自动焊接，同时环形套21内的制冷片20工作，避免焊接时热量向不需要焊接的铝合金半成品部位传递；接着焊接好的铝合金容器放置抛光机上，使用120目砂轮对焊接位打磨一次，然后使用200目砂轮对焊接位打磨二次，最后使用320目砂轮对焊接位打磨三次，使焊接位平整呈现拉丝状，消除焊接疤纹；之后使用清洗剂乙醇对二次打磨拉丝完毕的铝合金表面进行除油钝化处理，将清洗液喷洒到铝合金表面进行清洗除油。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

尽管本文较多地使用了支撑架1、作业台2、第一移动块3、第二移动块4、焊机5、第一推动气缸6、第二推动气缸7、第一容纳桶8、第二容纳桶9、连接架10、升降气缸11、第一安装块12、连接通孔13、轴承圈14、第二安装块15、缓冲块16、压缩弹簧17、弧形夹持块18、防撞垫19、制冷片20、环形套21、外螺纹段22、内螺纹段23、外齿圈24、驱动电机25、齿轮26、第一滑动条27、第二滑动条28、第一滑槽29、第二滑槽30、缓冲弹簧31等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。